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1、第三章核酸結構與功能(StructureandFunctionofNucleicAcid)核酸是以核苷酸為基本組成單位的生物大分子，攜帶和傳遞遺傳信息。一、什么是核酸(nucleicacid)天然存在的核酸可分為核糖核酸(RNA)和脫氧核糖核酸(DNA)兩大類。二、核酸的發(fā)現(xiàn)和研究工作進展1868年FridrichMiescher從膿細胞中提取“核素”1944年Avery等人證實DNA是遺傳物質1953年Watson和Crick發(fā)現(xiàn)DNA的雙螺旋結構1968年Nirenberg發(fā)現(xiàn)遺傳密碼1975年Temin和Baltimore發(fā)現(xiàn)逆轉錄酶1981年Gilbert
2、和Sanger建立DNA測序方法1985年Mullis發(fā)明PCR技術1990年美國啟動人類基因組計劃(HGP)1994年中國人類基因組計劃啟動2001年美、英等國完成人類基因組計劃基本框架2003年人類基因組計劃完成——約3～4萬個基因三、核酸的分類及分布90%以上分布于細胞核，其余分布于核外如線粒體，葉綠體，質粒等。分布于胞核、胞液。(deoxyribonucleicacid,DNA)(ribonucleicacid,RNA)脫氧核糖核酸核糖核酸攜帶遺傳信息，決定細胞和個體的基因型(genotype)。參與細胞內DNA遺傳信息的表達。某些病毒RNA也可作為遺傳信
3、息的載體。第一節(jié)核酸的化學組成(TheChemicalComponentofNucleicAcid)一、化學組成(一)元素組成組成核酸的主要元素：C、H、O、N、P（9%~10%）(二)分子組成1.堿基(base)嘌呤堿，嘧啶堿2.戊糖(ribose)核糖，脫氧核糖3.磷酸(phosphate)稀有堿基：如次黃嘌呤、二氫尿嘧啶等。(1)嘌呤(purine)腺嘌呤(adenine,A)鳥嘌呤(guanine,G)1.堿基NNNHN123456789NNNHNNH2NNHNHNNH2O(2)嘧啶(pyrimidine)胞嘧啶(cytosine,C)胸腺嘧啶(thymi
4、ne,T)NHN132456尿嘧啶(uracil,U)NHNHOONNHNH2ONHNHOOCH32.戊糖（構成RNA）1′2′3′4′5′核糖(ribose)（構成DNA）脫氧核糖(deoxyribose)OHOCH2OHOHOHOHOCH2OHOH二、基本單位——核苷酸(一)核苷(ribonucleoside)(二)核苷酸(ribonucleotide)1.堿基和核糖(脫氧核糖)通過糖苷鍵連接形成核苷(脫氧核苷)。2.核苷種類核苷：AR,GR,UR,CR脫氧核苷：dAR,dGR,dTR,dCR1.核苷（脫氧核苷）和磷酸以磷酸酯鍵連接形成核苷酸（脫氧核苷酸）。核
5、苷酸：AMP,GMP,UMP,CMP脫氧核苷酸：dAMP,dGMP,dTMP,dCMP2.核苷酸種類Pi糖苷鍵OOHOCH2HOHNNNH2O磷酸酯鍵OPOOOHOHOCH2HOHNNNH2O(三)重要的游離核苷酸及其衍生物1.多磷酸核苷酸NMP，NDP，NTP2.環(huán)化核苷酸cAMP，cGMPATPNOCH2OOHOHNNNNH2POOHOPOOHOPOOHOH5′端3′端(四)核苷酸的連接1.核苷酸之間以磷酸二酯鍵連接形成多核苷酸鏈，即核酸。CANH2NNOPOHHOOOH3COOHPHOOOH3COOHNH2NNNN磷酸二酯鍵AGP5?PTPGPCPTPOH3
6、?2.書寫方法5?pApGpTpGpCpT-OH3?5?AGTGCT3?第二節(jié)DNA的結構與功能(StructureandFunctionofDNA)一、核酸的一級結構(一)定義核酸中核苷酸的排列順序。由于核苷酸間的差異主要是堿基不同，所以也稱為堿基序列。DNA:A、T、G、CRNA:A、U、G、C二、DNA的空間結構與功能(一)DNA的二級結構1.定義即平行反向的右手雙螺旋結構。Watson,Crick于1953提出。2.研究背景(1)堿基組成分析Chargaff規(guī)則：[A]=[T][G]?[C](2)堿基的理化數據分析A-T、G-C以氫鍵配對較合理(3)X-線
7、衍射圖譜分析3.DNA雙螺旋結構模型要點(1)由兩條相互平行但走向相反的脫氧多核苷酸鏈組成，以右手螺旋方式盤繞中心軸。螺旋直徑為2nm，形成大溝及小溝相間。這些溝結構與蛋白質、DNA之間的相互識別有關。5/3/5/3/(2)堿基間距0.34nm，螺旋一圈10對堿基，螺距3.4nm。ATCGHNNNNNHOHNNCH3ONNNNOHHNHNNNOHH(4)糖與磷酸骨架居雙螺旋外側，堿基在內相互形成氫鍵配對(A=T;G?C)。(3)氫鍵維持橫向穩(wěn)定性，堿基堆積力維持縱向穩(wěn)定性。4.DNA雙螺旋結構的多樣性不同類型DNA的結構參數A型－DNAB型－DNAZ型－DNA螺旋
8、旋向右手螺
